直流電機(jī)電樞繞組損壞的測定
一、直流電機(jī)的工作原理
1.直流電動機(jī)的工作原理
從圖1可以看出,電刷A為電源正極,B為電源負(fù)極,在N極作用下導(dǎo)體ab中的電流是從a流向b,在S極的作用下導(dǎo)體cd中的電流是從c流向d。因此,在ab和cd兩導(dǎo)體都要受到電磁力Fde的相互作用。根據(jù)左手定則判斷出ab導(dǎo)體的受力方向是向左,而cd導(dǎo)體的受力方向是向右。在同一磁場作用,在導(dǎo)體中同一電流作用下,ab導(dǎo)體和cd導(dǎo)體所受電磁力的大小相等方向相反。這樣,線圈上就受到了電磁力的作用而按逆時針方向轉(zhuǎn)動了。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到磁極的中性面上時,線圈中的電流等于零,F為零,但是由于電動機(jī)轉(zhuǎn)子慣性的作用,線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動。線圈轉(zhuǎn)過半圈后,雖然ab與cd的位置調(diào)換了,但ab導(dǎo)體轉(zhuǎn)到S極,受到S極的作用,cd導(dǎo)體轉(zhuǎn)到N極,受到N極作用。由于受到換向片和電刷的作用,轉(zhuǎn)到N極下的cd導(dǎo)體中電流方向也變了,是從d流向c,在S極下的ab導(dǎo)體中的電流則是從b流向a。但是,電磁力Fdc的方向仍然不變,線圈仍然受力按逆時針方向轉(zhuǎn)動?？梢?分別處在N、S極的作用下,導(dǎo)體中的電流方向總是不變。因此,線圈兩個邊的受力方向也不變,線圈就按某一個方向不停的轉(zhuǎn)動。
2.直流發(fā)電機(jī)的工作原理
直流發(fā)電機(jī)是由原動機(jī)拖動旋轉(zhuǎn)發(fā)電的。如圖2所示,電刷A、B分別與兩個換向片接觸,在A、B兩電刷之間輸出的是直流電。當(dāng)線圈的ab導(dǎo)體在N極作用下逆時針運動時,利用右手定則判定這時所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是從b指向a。這時線圈的cd導(dǎo)體則是在S極作用下逆時針方向運動,同理也是用右手定則判斷,cd導(dǎo)體中的感應(yīng)電流方向是從d指向c。從整個線圈來看,感應(yīng)電流的方向是d-c-b-a。因此,和線圈a端連接的銅片1和電刷A是處于電源正極;而和線圈的d端相連接的銅片2和電刷B是處于電源負(fù)極。如與外電路相接,那么線圈中的交變電流經(jīng)換向器和電刷A流入負(fù)載,且為直流電流。
當(dāng)線圈的ab邊轉(zhuǎn)到S極作用下時,cd邊就轉(zhuǎn)到N極作用下,利用右手定則判斷這時線圈cd導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是從c到d,而ab導(dǎo)體轉(zhuǎn)到了S極作用下,感應(yīng)電流的方向則是由a到b。由于電刷在空間是不動的,因此和線圈d端連接的銅片2和電刷A接觸,則為正電位。而與線圈a端連接的銅片1則和電刷B接觸,則為負(fù)電位仍然是負(fù)。接通外電路時,電流仍然是從電刷A經(jīng)負(fù)載流入電刷B,如與外電路相接,那么線圈中的交變電流經(jīng)換向器和電刷A流入負(fù)載,且為直流電流。
綜上所述,當(dāng)線圈不停轉(zhuǎn)動時,雖然兩個電刷接觸的線圈邊不停的改變,但是,電刷A始終接的是正電位,電刷B始終接的是負(fù)電位。因此,負(fù)載上得到的是直流電壓和直流電流。
二、電機(jī)繞組損壞的測定
1.電樞繞組接地的檢測
逐片用毫伏表檢測。用低壓直流電源(或電池)配合毫伏表來測出接地線圈。將毫伏表一端接于軸上,另一端接于換向片上,如毫伏表有偏轉(zhuǎn),則表示有接地故障,然后將毫伏表接換向片的另一端,依次移動,當(dāng)表中指數(shù)為零時,則接于此片的線圈或換向片接地。短路測試器法。將電樞放在短路測試器上,再將毫伏表的一根引線放于換向器片上,另一根引線放于軸上,當(dāng)毫伏表有讀數(shù)時,則連接該片之線圈有接地處。
2.電樞繞組短路的測定
(1)電壓降法。檢查時,將有故障的電樞放在支架上,對相對兩換向片間通入低壓直流電,用直流毫伏表依次測量相鄰兩換向片間電壓,若毫伏表讀數(shù)呈周期性變化,表示接在換向片上的線圈是良好的;若讀數(shù)突然變小或為零,則接于這兩換向片間的線圈中就存在短路。對于四極的波繞組,由于繞組是經(jīng)過兩個線圈串聯(lián)后再回到相鄰的換向片上,若其中一個線圈發(fā)生短路時,接在相鄰換向片上的毫伏表讀數(shù)會降低近一半,便無法分辨是哪一個線圈短路,此時應(yīng)將毫伏表跨界到距離相當(dāng)一個換向器節(jié)距(Yk)的兩個換向片上,即可只是出短路故障發(fā)生在哪個線圈上。(2)毫伏表法。用一對探針將低壓直流電加在相鄰兩個換向片間,再用另一對探針連接的直流毫伏表,測量其短路或接通的電動勢,則電動勢值小的一對換向片所連接的線圈,即是短路線圈。為防止損壞毫伏表,應(yīng)先將接通電源的探針接到換向片上,之后再將毫伏表的探針接到換向片上;取下時順序相反。(3)短路測試器法。將電樞放在短路測試器上。當(dāng)線圈或換向片有短路時,放在電樞槽口上的薄鐵片即振動,并發(fā)出“吱吱”聲。若為疊繞組時,薄鐵片在兩個槽口振動;若為波繞組時,薄鐵片在2P個槽上振動。
3.電樞繞組開路的測定
(1)毫伏表法。檢查時,將電樞取出,將直流電源加到兩相對的換向片上,毫伏表跨接在兩相鄰的換向片上。若毫伏表的讀數(shù)突然升高,即表明接在該兩換向片間的線圈開路。短路測試器法。將電樞放在短路測試器上,以一只交流毫伏電壓表檢查上面兩塊換向片。轉(zhuǎn)動電樞,繼續(xù)檢查相鄰的換向片,也可逐次移動毫伏表的引線。當(dāng)毫伏表無讀數(shù)時,即表明接至該兩相鄰換向片的線圈開路。也可用一條導(dǎo)線代替毫伏表,去短接兩個相鄰的換向片。當(dāng)導(dǎo)線端無火花時,即表明該處線圈開路。
4.電樞繞組錯接的檢測
毫伏表法。電樞繞組錯接于嵌反,常發(fā)生在重繞的電樞上。在單波和雙疊繞組嵌線過程中,最易發(fā)生引線端放錯位置,即將換向器節(jié)距搞錯,其中分個別線圈的換向器節(jié)距接錯及換向器節(jié)距全部接錯?？捎煤练頇z查換向片間的電壓來確定接錯的部位,如間隔一個線圈的兩個線圈所接換向片間毫伏表均出現(xiàn)2倍于正常偏轉(zhuǎn)的指示,而中間那個線圈卻產(chǎn)生反向電動勢,則為十字反接?；蛘哒f在換向片3、4之間測量時,若毫伏表指針反轉(zhuǎn),其它各處指示均正常,則表明換向片3、4間接反,糾正即可。(2)指南針法。用指南針沿通電的電樞繞組依次移動,若移動過程中指南針方向突然反向,則表明該處線圈接反。當(dāng)用毫伏表或指南針檢測各換向片間電壓,其變化不規(guī)則,時有時無或指南針方向變動不定,則表明換向器節(jié)距全部接錯,應(yīng)重新放置。
參考文獻(xiàn):
[1]教育部高職高專規(guī)劃教材.電機(jī)及拖動.高等教育出版社,2004-4.
[2]全國高等職業(yè)技術(shù)院校電工類教材.電機(jī)原理與維修.中國勞動社會保障出版社,2004.2.
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